片桐孝洋の講義資料置き場
| スパコンプログラミング(1)、スパコンプログラミング(Ｉ) |
東京大学工学部、および工学系研究科における、情報基盤センターのスーパーコンピュータ（FX10スーパーコンピュータシステム）を用いたプログラミングの講義（夏学期、冬学期、同一科目）です。
この講義は、MPI（Message Passing Interface）を用いた並列プログラミングの初心者を対象としています。
アプリケーションの対象は、基礎的な数値計算処理です。
【講義日程】
毎週火曜日 第２時限 １０：２５－１２：１０ （４学期制導入による）
情報基盤センター１Ｆ 大演習室１ （63名収容）
【教科書（演習書）】
 「スパコンプログラミング入門－並列処理とMPIの学習－」
片桐 孝洋 著、
東大出版会、
ISBN978-4-13-062453-4、発売日:2013年03月中旬, 判型:A5, 200頁
【本書の特徴】
・C言語で解説されています。
・C言語、Fortran90言語のサンプルプログラムが付属しています。
・数値アルゴリズムは、図でわかりやすく説明されています。
・本講義の内容を全てカバーしています。
・内容は初級です。初めて並列数値計算を学ぶ人向けの入門書です。
「並列プログラミング入門：サンプルプログラムで学ぶOpenMPとOpenACC」
片桐 孝洋 著、
東大出版会、
ISBN-10: 4130624563、ISBN-13: 978-4130624565、2015年5月25日（出版予定）
【本書の特徴】
・C言語、Fortran90言語で解説
・C言語、Fortran90言語の複数のサンプルプログラムが 入手可能（ダウンロード形式）
・本講義の内容を全てカバー
・Windows PC演習可能(Cygwin利用)。スパコンでも演習可能。
・内容は初級。初めて並列プログラミングを学ぶ人向けの入門書
【参考書】
「スパコンを知る: その基礎から最新の動向まで 」
岩下武史、高橋大介、片桐 孝洋 著、
東大出版会、
ISBN-10: 4130634550
ISBN-13: 978-4130634557
発売日:2015年2月18日, 判型:A5, 176頁
【本書の特徴】
・スパコンは何に使えるか
・スパコンはどんな仕組みで、なぜ速く計算できるのか
・最新技術、今後の課題と将来展望、など
「並列数値処理 - 高速化と性能向上のために -」
金田康正 東大教授 理博 編著、
片桐孝洋 東大特任准教授 博士（理学） 著、
黒田久泰 愛媛大准教授 博士（理学） 著、
山本有作 神戸大教授 博士（工学） 著、
五百木伸洋 ㈱日立製作所 著、
コロナ社、
発行年月日：2010/04/30 ， 判 型： A5， ページ数：272頁、
ISBN：978-4-339-02589-7， 定 価：3,990円 （本体3,800円＋税5%)
【本書の特徴】
・Fortran言語で解説されています。
・数値アルゴリズムは、数式などで厳密に説明されています。
・本講義の内容に加えて、固有値問題の解法、疎行列反復解法、FFT、ソート、など、主要な数値計算アルゴリズムをカバーしています。
・内容は中級～上級です。専門として並列数値計算を学びたい人向きです。
【演習担当ＴＡ】
本年度は事情によりTAはいません。
【更新履歴】
2015.3.3 ホームページ開設
レポート・コンテスト締切（電子投稿）
2015年8月3日（月） 24時 厳守
【重要】
本講義はスパコン演習付きです。スパコン利用のためには、授業登録のほかに、工学部８号館１階で、学生証持参し、スパコン利用のための登録が必須です
（登録期間：２０１５年４月２１日まで）。
【重要】
工学部からの連絡により、今学期（H26年度夏学期）より 工学部の成績評価基準が変更となっていますが、本科目は「演習」が主たる目的のため、規定の基準を満たすと「優」となります。また、特に優秀な場合（例年１～2件程度）は、「優上」の評価となります。
| PDFファイル |
日付 |
内容・コメント |
SP20150414.pdf
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2015年4月14日 |
ガイダンス資料 |
１．SP20150421.pdf
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2015年4月21日 |
並列数値処理の基本演算：
性能評価指標、基礎的なMPI関数、データ分散方式、ベクトルどうしの演算、ベクトル‐行列積、リダクション演算、数値計算ライブラリについて |
２．SP20150428-1.pdf
SP20150428-2.pdf
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2015年4月28日
※スパコン空調器メンテナンスのため座学のみ |
非同期通信：
１対１通信に関するMPI用語、サンプルプログラム（非同期通信）の実行
発展的話題：ソフトウエア自動チューニング
背景、ソフトウエア自動チューニングとは、ＦＩＢＥＲ方式、自動チューニング記述言語ＡＢＣLｉｂＳｃｒｉｐｔ、ソフトウエアデモ、レポート課題
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３．SP20150512.pdf
※この資料は、セキュリティ上、公開できない内容があるため、パスワード制御がかかっています。パスワードは授業中にお知らせします。
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2015年5月12日
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スーパコンピュータを利用しよう：
スパコンを利用しよう、並列プログラミングの基礎、二分木総和演算
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４．SP20150519.pdf
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2015年5月19日
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高性能プログラミングの基礎（１）：
階層キャッシュメモリ、演算パイプライン、ループアンローリング、配列連続アクセス、キャッシュとキャッシュライン、キャッシュライン衝突、サンプルプログラムの実行、演習課題、レポート課題 |
５．SP20150602-1.pdf
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2015年6月2日
8:30 - 10:15
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高性能プログラミングの基礎（２）：
ブロック化、その他の高速化技術、OpenMP超入門、サンプルプログラム（OpenMP）の実行、演習課題、レポート課題
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６．SP20150602-2.pdf
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2015年6月2日
10:25 - 12:10 |
行列-ベクトル積：
サンプルプログラム（行列-ベクトル積）の実行、並列化の注意点 |
７．SP20150609-1.pdf
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2015年6月9日
8:30 - 10:15
★大演習室２
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べき乗法：
べき乗法とは、サンプルプログラム（べき乗法）の実行、並列化の注意点 |
８．SP20150609-2.pdf
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2015年6月9日
10：25 - 12:10
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行列‐行列積（１）：
行列‐行列積とは、ループ交換法、ブロック化（タイリング）法、Ｃａｎｎｏｎのアルゴリズム、Ｆｏｘのアルゴリズム、ＳＵＭＭＡ、ＰＵＭＭＡ、Ｓｔｒａｓｓｅｎのアルゴリズム、サンプルプログラム（行列‐行列積（１）：簡単版）の実行、並列化の注意点 |
９．SP20150616.pdf
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2015年6月16日 |
行列‐行列積（２）：
サンプルプログラム（行列‐行列積（２）：ちょっと難しい完全並列版）の実行、並列化の注意点、並列化のヒント
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１０．SP20150623.pdf
SPC_Rep20150623.pdf
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2015年6月23日 |
LU分解法（１）：
LU分解法（ガウス・ジョルダン法、ガウス消去法、枢軸選択、LU分解法（外積形式、内積形式、クラウト法、ブロック形式ガウス法、縦ブロックガウス法、前進・後退代入））、サンプルプログラム（LU分解法）の実行、並列化のヒント、演習課題、レポート課題
コンテスト課題発表、コンテストプログラムの実行、レポート提出の注意、レポート課題採点基準 |
１１．SP20150630.pdf
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2015年6月30日 |
LU分解法（２）：
LU分解逐次アルゴリズムの説明 |
１２．SP20150707.pdf
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2015年7月7日 |
LU分解法（３）：
LU分解の並列化のヒント（２) |
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2015年7月14日 |
予備日
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2014年冬学期の資料
講義情報
■最終事前登録者数： ４４名
（内訳）
工学部：１５名
産業機械： 名
機械情報： １名
機械：名
精密： 名
電気系：名
電気電子： １名
電子情報： ５名
計数： ２名
システム創成：１名
社会基盤：２名
航空宇宙：名
マテリアル工学科：１名
化学システム：名
化学生命：２名
物理工学：名
理学部： ２名
天文学：名
地球惑星物理： １名
化学：名
物理：１名
薬学部： 名
薬学科：名
経済学部： 名
経済：名
金融：名
国際本部： ２名
（交換留学生）：２名
農学部：名
生命化学・工学：名
法学部：名
第３類：名
工学系研究科：２１名
システム創成：４名
社会基盤：２名
原子力国際：２名
精密機械：名
物理工学： １名
航空宇宙：１名
機械情報：名
電気系：２名
先端学際：名
応用化学：名
技術経営： 名
金融： 名
化学システム工学：８名
精密：名
バイオエンジニアリング：名
機械：１名
情報理工学系研究科 ：２名
コンピュータ科学：１名
電子情報学：名
知能機械情報：名
数理： １名
創造情報学専攻：名
新領域創成科学研究科： 名
情報生命：名
先端エネルギー工学専攻：名
人間環境：２名
理学系研究科：名
地球惑星科学： 名
天文学：名
農学生命科学：名
応用生命：名
数理科学研究科：名
学際情報学府：名
学際情報学：名
経済学研究科：２名
現代経済学：２名
統計理論：名
金融システム専攻：名
医学研究科： 名
国保： 名
総合文化学研究科： 名
広域科学専攻：名
所属不明：名
■単位取得者数：２１名 （単位取得率：４７．７％）
優： １６名
良： ４名
可： １名
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